海南高校納米力學(xué)測(cè)試模塊

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，納米尺度材料的研究變得越來越重要。納米尺度材料具有獨(dú)特的力學(xué)性質(zhì)，與傳統(tǒng)材料相比有著許多不同之處。為了深入了解和研究納米尺度材料的力學(xué)性質(zhì)，科學(xué)家們不斷開發(fā)出各種先進(jìn)的測(cè)試方法。在本文中，我將分享一些納米尺度下常用的材料力學(xué)性質(zhì)測(cè)試方法，研究人員可以根據(jù)具體需求選擇適合的方法來進(jìn)行材料力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試與研究。納米尺度下力學(xué)性質(zhì)的研究對(duì)于深入了解材料的力學(xué)行為、提高材料性能以及開發(fā)新材料具有重要意義。希望本文所分享的方法能夠?qū)ο嚓P(guān)研究和應(yīng)用提供一定的指導(dǎo)和幫助。在進(jìn)行納米力學(xué)測(cè)試時(shí)，需要注意避免外界干擾和噪聲對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。海南高校納米力學(xué)測(cè)試模塊

納米力學(xué)測(cè)試儀，納米力學(xué)測(cè)試儀是用于測(cè)量納米尺度下材料力學(xué)性質(zhì)的專屬設(shè)備。納米力學(xué)測(cè)試儀可以進(jìn)行納米級(jí)別的壓痕測(cè)試、拉伸測(cè)試和扭曲測(cè)試等。它通常配備有納米壓痕儀、納米拉曼光譜儀等附件，可以實(shí)現(xiàn)多種力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試。納米力學(xué)測(cè)試儀的使用需要在納米級(jí)別下進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，并確保測(cè)試精度和重復(fù)性。它普遍應(yīng)用于納米材料的強(qiáng)度研究、納米薄膜的力學(xué)性質(zhì)測(cè)試及納米器件的力學(xué)性能等方面。綜上所述，納米尺度下材料力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試方法多種多樣，每種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和適用范圍。海南高校納米力學(xué)測(cè)試模塊納米力學(xué)測(cè)試在納米器件的設(shè)計(jì)和制造中具有重要作用。

將近場(chǎng)聲學(xué)和掃描探針顯微術(shù)相結(jié)合的掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)是近些年來發(fā)展的納米力學(xué)測(cè)試方法。掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)有多種應(yīng)用模式，如超聲力顯微術(shù)(ultrasonic force microscopy，UFM)、原子力聲學(xué)顯微術(shù)(atomic force acoustic microscopy，AFAM)、超聲原子力顯微術(shù)(ultrasonic atomic force microscopy，UAFM)，掃描聲學(xué)力顯微術(shù)(scanning acoustic force microscopy，SAFM)等。在以上幾種應(yīng)用模式中，以基于接觸共振檢測(cè)的AFAM 和UAFM 這兩種方法應(yīng)用較為普遍，有時(shí)也將它們統(tǒng)稱為接觸共振力顯微術(shù)(contact resonance force microscopy，CRFM)。

納米硬度計(jì)主要由移動(dòng)線圈、加載單元、金剛石壓頭和控制單元4部分組成。壓頭及其所在軸的運(yùn)動(dòng)由移動(dòng)線圈控制，改變線圈電流的大小即可實(shí)現(xiàn)壓頭的軸向位移，帶動(dòng)壓頭垂直壓向試件表面，在試件表面產(chǎn)生壓力。移動(dòng)線圈設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于既要滿足較大量程的需要，還必須有很高的分辨率，以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的位移和精確測(cè)量。壓頭載荷的測(cè)量和控制是通過應(yīng)變儀來實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)變儀發(fā)出的信號(hào)再反饋到移動(dòng)線圈上．如此可進(jìn)行閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)限定載荷和壓深痕實(shí)驗(yàn)。整個(gè)壓入過程完全由微機(jī)自動(dòng)控制進(jìn)行?？稍诰€測(cè)量位移與相應(yīng)的載荷，并建立兩者之間的關(guān)系壓頭大多為金剛石壓頭，常用的壓頭有Berkovich壓頭、Cube Corner壓頭和Conical壓頭。納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展離不開多學(xué)科交叉融合和創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)的共同努力。

FT-NMT03納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)可以配合SEM/FIB原位精確直接地測(cè)量納米纖維的力學(xué)特性。微力傳感器加載微力，納米力學(xué)測(cè)試結(jié)合高分辨位置編碼器可以對(duì)納米纖維進(jìn)行拉伸、循環(huán)、蠕變、斷裂等形變測(cè)試。力-形變（應(yīng)力-應(yīng)變）曲線可以定量的表征納米纖維的材料特性。此外，納米力學(xué)測(cè)試結(jié)合樣品架電連接，可以定量表征電-機(jī)械性質(zhì)。位置穩(wěn)定性，納米力學(xué)測(cè)試對(duì)于納米纖維的精確拉伸測(cè)試，納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)的位移是測(cè)試不穩(wěn)定性的主要來源。圖2展示了FT-NMT03納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)位移的統(tǒng)計(jì)學(xué)評(píng)價(jià)，從中可以找到每一個(gè)測(cè)試間隔內(nèi)位移導(dǎo)致的不確定性，例如100s內(nèi)為450pm，意思是65%（或95%）的概率，納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)在100s的時(shí)間間隔內(nèi)的位移穩(wěn)定性小于±450pm（或±900pm）。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，納米力學(xué)測(cè)試可用于研究細(xì)胞和組織的力學(xué)性質(zhì)。海南半導(dǎo)體納米力學(xué)測(cè)試設(shè)備

發(fā)展高精度、高穩(wěn)定性納米力學(xué)測(cè)試設(shè)備，是當(dāng)前科研工作的重要任務(wù)。海南高校納米力學(xué)測(cè)試模塊

主要的微納米力學(xué)測(cè)量技術(shù)：1、微納米壓痕測(cè)試技術(shù)，1.1壓入測(cè)試技術(shù)，壓人測(cè)試技術(shù)是較初的是表征各種材料力學(xué)性能較常用的方法之一,可以追溯到 20 世紀(jì)初的定量硬度測(cè)試方法。傳統(tǒng)的壓人測(cè)試技術(shù)是利用已知幾何形狀的硬壓頭以預(yù)設(shè)的壓人深度或者載荷作用到較軟的樣品表面,通過測(cè)量殘余壓痕的尺寸計(jì)算相關(guān)的硬度指數(shù)。但壓入測(cè)試技術(shù)的缺陷在所能夠表征的材料力學(xué)參量局限于硬度和彈性模量這2個(gè)基本的參量。1.2 微納米壓痕測(cè)試，近年來新型材料正在向低維化、功能化與復(fù)合化方向飛速發(fā)展，在微納米尺度作用區(qū)域上開展微納米壓痕測(cè)試已被普遍用作評(píng)價(jià)材料因微觀結(jié)構(gòu)變化面誘發(fā)力學(xué)性能變化以及獲得材料物性轉(zhuǎn)變等新現(xiàn)象、新規(guī)律的重要工具。所能夠表征的材料力學(xué)參量也不再局限于硬度和彈性模量這2個(gè)基本的參量。海南高校納米力學(xué)測(cè)試模塊